RU2447979C2 - Устройство лазерной наплавки и легирования - Google Patents
Устройство лазерной наплавки и легирования Download PDFInfo
- Publication number
- RU2447979C2 RU2447979C2 RU2009140448/02A RU2009140448A RU2447979C2 RU 2447979 C2 RU2447979 C2 RU 2447979C2 RU 2009140448/02 A RU2009140448/02 A RU 2009140448/02A RU 2009140448 A RU2009140448 A RU 2009140448A RU 2447979 C2 RU2447979 C2 RU 2447979C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- focusing system
- optical axis
- conical
- alloying
- Prior art date
Links
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройству лазерной наплавки и легирования материалов и может быть использовано при наплавке различных материалов лазерным излучением и в лазерной стереолитографии с применением порошковых материалов. Устройство содержит лазер, оптически связанный с системой формирования кольцевого пучка и фокусирующей системой, и систему подачи наносимого материала в виде трубки. Фокусирующая система выполнена в виде конической призмы для формирования конического лазерного пучка. Система подачи наносимого материала расположена по оптической оси фокусирующей системы, которая имеет кольцевой сферический объектив с оптической осью, совпадающей с оптической осью конического лазерного пучка, и фокус которого расположен на поверхности изделия. Технический результат заключается в повышении КПД процесса, точности изготовления изделия и коэффициента использования порошка за счет обеспечения раздельного нагрева частиц порошковой струи и поверхности детали. 1 ил.
Description
Устройство относится к области лазерной обработки материалов и может быть использовано при наплавке различных материалов лазерным излучением и в лазерной стереолитографии с применением порошковых материалов.
Известно устройство лазерного легирования и наплавки [1], содержащее лазер, поворотное фокусирующее зеркало, манипулятор для закрепления и перемещения изделия, порошковый питатель с соплом.
Недостатком данного устройства является боковая подача порошка в зону обработки, что приводит к затенению лазерного луча потоком частиц, малое время пребывания частиц в области разогрева лазерным лучом и, как следствие, низкий КПД процесса, низкий коэффициент использования порошка, невысокая точность изготовления изделия.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство лазерного легирования и наплавки [2], содержащее лазер, оптически связанный с поворотным зеркалом и фокусирующей системой в виде конической линзы-аксикона, а также систему подачи наносимого материала, в виде трубки, расположенной по оптической оси фокусирующей системы.
Недостатком данного устройства является малый угол фокусировки бесселева пучка аксиконом, что обуславливает большую длину области фокусировки бесселева пучка и, как следствие, снижение интенсивности излучения в области порошковой струи и соответственно КПД процесса, снижение точности изготовления изделия. Кроме того, достаточно сложно организовать разогрев поверхности детали в области падения частиц.
Задачей данного изобретения является создание устройства лазерной наплавки и легирования, которое обеспечит раздельный нагрев частиц порошковой струи и поверхности детали, что обеспечивало бы повышение КПД процесса, точность изготовления изделия и коэффициент использования порошка.
Для выполнения поставленной задачи предложено устройство, содержащее лазер, оптически связанный с системой формирования кольцевого пучка и фокусирующей системой в виде конической призмы, формирующей конический лазерный пучок, а также систему подачи вдоль оптической оси фокусирующей системы наносимого материала.
Новым, по мнению авторов, является то, что устройство дополнительно снабжено кольцевым сферическим объективом, оптическая ось которого совпадает с оптической осью конического пучка, а фокус размещен на поверхности изделия.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен общий вид предлагаемого устройства (фиг.1).
Устройство содержит лазер, оптически связанный с системой формирования кольцевого пучка в виде призм 1, 2 и фокусирующей системой, в качестве которой взята коническая призма 5, кольцевой сферический объектив 4, а также систему подачи наносимого материала, в виде трубки 3, расположенной по оптической оси фокусирующей системы.
Устройство работает следующим образом. Пучок лазера, расширенный до заданного размера и преобразованный в параллельный кольцевой, падает на коническую призму 5. Призма формирует конический пучок, имеющий фокальную область 6, близкую к цилиндрической. При углах γ, близких к 90°, длина области близка к ширине кольцевого пучка, что повышает интенсивность излучения в фокальной области. Наносимый порошок вводится по трубке 3 в фокальную область. Часть излучения лазера объективом 4 фокусируется на поверхность детали 7 в пятно, в которое наносится порошок.
Таким образом, обеспечивается раздельный нагрев порошка и поверхности детали, что существенно повысит КПД процесса наплавки и легирования, повышение точности изготовления изделия и коэффициента использования порошка.
Список литературы
1. Патент США №4117302 от 26.09.1978.
2. Чивель Ю.А. заявка №20020206 от 13.03.2002 г. Афiцыйны бюлетэнь, №2, с.26. 2003.
Claims (1)
- Устройство лазерной наплавки и легирования, содержащее лазер, оптически связанный с системой формирования кольцевого пучка и фокусирующей системой в виде конической призмы для формирования конического лазерного пучка, и систему подачи на поверхность изделия наносимого материала в виде трубки, расположенной по оптической оси фокусирующей системы, отличающееся тем, что фокусирующая система снабжена кольцевым сферическим объективом с оптической осью, совпадающей с оптической осью конического лазерного пучка, и фокус которого размещен на поверхности изделия.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009140448/02A RU2447979C2 (ru) | 2009-11-05 | 2009-11-05 | Устройство лазерной наплавки и легирования |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009140448/02A RU2447979C2 (ru) | 2009-11-05 | 2009-11-05 | Устройство лазерной наплавки и легирования |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009140448A RU2009140448A (ru) | 2011-05-10 |
RU2447979C2 true RU2447979C2 (ru) | 2012-04-20 |
Family
ID=44732261
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009140448/02A RU2447979C2 (ru) | 2009-11-05 | 2009-11-05 | Устройство лазерной наплавки и легирования |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2447979C2 (ru) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015132640A1 (ru) * | 2014-03-06 | 2015-09-11 | Юрий Александрович ЧИВЕЛЬ | Способ лазерной наплавки и устройство для его осуществления |
RU168922U1 (ru) * | 2016-06-24 | 2017-02-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Установка для лазерной обработки кольцевым пучком |
RU2645631C1 (ru) * | 2016-12-07 | 2018-02-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Способ нанесения покрытия на образец (варианты) и устройство для его осуществления (варианты) |
RU185517U1 (ru) * | 2018-01-11 | 2018-12-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Система смешения защитных газов для лазерной обработки поверхностей |
RU2676064C1 (ru) * | 2018-01-11 | 2018-12-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Способ сверхзвуковой лазерной наплавки порошковых материалов и устройство его реализующее |
RU200650U1 (ru) * | 2019-12-29 | 2020-11-03 | Общество с ограниченной ответственностью «Термолазер» | Оптическая головка для лазерной наплавки |
RU200662U1 (ru) * | 2019-12-29 | 2020-11-05 | Общество с ограниченной ответственностью «Термолазер» | Устройство для лазерной наплавки |
WO2023214214A1 (ru) * | 2022-05-05 | 2023-11-09 | Юрий Александрович ЧИВЕЛЬ | Лазерный метод получения порошков и устройство для его осуществления |
-
2009
- 2009-11-05 RU RU2009140448/02A patent/RU2447979C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015132640A1 (ru) * | 2014-03-06 | 2015-09-11 | Юрий Александрович ЧИВЕЛЬ | Способ лазерной наплавки и устройство для его осуществления |
RU2580180C2 (ru) * | 2014-03-06 | 2016-04-10 | Юрий Александрович Чивель | Способ лазерной наплавки и устройство для его осуществления |
US11235423B2 (en) | 2014-03-06 | 2022-02-01 | Yury Alexandrovich CHIVEL | Laser cladding method and device for implementing same |
RU168922U1 (ru) * | 2016-06-24 | 2017-02-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Установка для лазерной обработки кольцевым пучком |
RU2645631C1 (ru) * | 2016-12-07 | 2018-02-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Способ нанесения покрытия на образец (варианты) и устройство для его осуществления (варианты) |
RU185517U1 (ru) * | 2018-01-11 | 2018-12-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Система смешения защитных газов для лазерной обработки поверхностей |
RU2676064C1 (ru) * | 2018-01-11 | 2018-12-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Способ сверхзвуковой лазерной наплавки порошковых материалов и устройство его реализующее |
RU200650U1 (ru) * | 2019-12-29 | 2020-11-03 | Общество с ограниченной ответственностью «Термолазер» | Оптическая головка для лазерной наплавки |
RU200662U1 (ru) * | 2019-12-29 | 2020-11-05 | Общество с ограниченной ответственностью «Термолазер» | Устройство для лазерной наплавки |
WO2023214214A1 (ru) * | 2022-05-05 | 2023-11-09 | Юрий Александрович ЧИВЕЛЬ | Лазерный метод получения порошков и устройство для его осуществления |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009140448A (ru) | 2011-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2447979C2 (ru) | Устройство лазерной наплавки и легирования | |
RU2580180C2 (ru) | Способ лазерной наплавки и устройство для его осуществления | |
KR101429926B1 (ko) | 레이저 빔을 환형 레이저 빔으로 변환하기 위한 광학 장치를 구비한 레이저 빔 용접 장치 및 이에 상응하는 레이저 빔 용접 방법 | |
KR101655428B1 (ko) | 베셀 빔을 이용한 절단용 광학기기 및 그를 이용한 절단 장치 | |
JP5832412B2 (ja) | 光学系及びレーザ加工装置 | |
TWI599427B (zh) | 加熱產生均勻熔池之裝置 | |
DE60120616D1 (de) | Verfahren und Einrichtung zum Laserschneiden mit einem zweiflüssigen Doppelfokusschneidkopf | |
CN104694922A (zh) | 一种环孔式激光同轴送粉喷嘴 | |
RU158543U1 (ru) | Устройство для газопорошковой лазерной наплавки | |
CN203365805U (zh) | 产生尺寸可调局域空心光束的光学系统 | |
CN110891731B (zh) | 射束整形器及其用途、用于工件的激光束处理的装置及其用途、用于工件的激光束处理的方法 | |
JP2016145980A (ja) | ほぼコリメートされたビームを焦束するための光学素子の配置構造 | |
CN109982808B (zh) | 激光加工装置以及激光加工方法 | |
RU2010147573A (ru) | Конфигуратор лазерного пятна и способ лазерной обработки конструкционного материала на его основе | |
CN110753596B (zh) | 用于对透明易碎的工件进行基于激光的分离的装置和方法 | |
JP6389638B2 (ja) | レーザー加工装置 | |
US8569648B2 (en) | Apparatus and system for improving depth of focus | |
CN111715624A (zh) | 一种激光清洗装置 | |
JP2016143057A (ja) | ほぼコリメートされた光線を焦束するための光学素子 | |
RU2492514C1 (ru) | Лазерная сканирующая система на основе резонансного сканера | |
EA200400718A1 (ru) | Устройство лазерной наплавки и легирования | |
US20160070064A1 (en) | Optical fiber annular heating processing apparatus | |
EP2369372A3 (en) | Laser reflector | |
RU2007144780A (ru) | Устройство для газолазерной резки материалов | |
RU2552029C1 (ru) | Фокусирующая оптическая система с тороидальными зеркалами |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121106 |